(57)【要約】  【課題】配線に用いる電線等の本数や重量を削減することが可能なワイパ駆動装置を提供する。  【解決手段】モータと、該モータを動力源として駆動されるワイパと、を有するワイパ装置と、雨滴を検出し、検出した雨滴の状況に応じた検出信号を出力する雨滴センサ３２と、前記検出信号を受け、当該検出信号に応じた前記モータの回転の制御をするために制御信号を出力する制御ユニット２０と、前記制御信号を受け、当該制御信号に従って前記モータに電力を供給し、これにより当該モータを回転させるワイパ駆動部３１と、を備え、前記雨滴センサ３２を前記ワイパ駆動部３１の筐体に一体に形成したことを特徴とする。【選択図】図１
2010000849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータを動力源として駆動されるワイパと、を有するワイパ装置と、
雨滴を検出し、検出した雨滴の状況に応じた検出信号を出力する雨滴センサと、
前記検出信号を受け、当該検出信号に応じた前記モータの回転の制御をするために制御信号を出力する制御ユニットと、
前記制御信号を受け、当該制御信号に従って前記モータに電力を供給し、これにより当該モータを回転させるワイパ駆動部と、
を備え、
前記雨滴センサを前記ワイパ駆動部の筐体に一体に形成したことを特徴とするワイパ駆動装置。
【請求項２】
前記ワイパ駆動部は、前記モータが正回転または逆回転するように当該モータへの電圧の印加を切り替えるリレーを有し、
前記リレーは、前記制御ユニットからの前記制御信号を伝送する信号線に接続されたコイルを持つ電磁石と、前記制御信号による前記コイルの励磁によって、接続する接点を切り替えることで、電源装置からの電力を伝送する電力線と前記モータとの通電を切り替える可動片と、を具備し、
前記信号線の径は、前記電力線の径よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のワイパ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるワイパを駆動するためのワイパ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車や船舶に搭載されるワイパ駆動装置としては、例えば、特許文献１に開示されている雨天感知式ワイパ装置などが存在する。特許文献１の雨天感知式ワイパ装置は、降雨による雨滴を車両上で感知すると、ワイパ装置をモータによって駆動させることによって、ワイパ装置を自動的に駆動させることができる。
【０００３】
一般的な雨天感知式ワイパ装置は、図３に示すように、互いに別体として構成された雨滴センサと、ワイパ駆動部と、制御ユニットとを備えている。特許文献１に開示されている雨天感知式ワイパ装置においても同様に雨滴センサと、ワイパ駆動部と、制御ユニットとが分離した構成になっている。
【０００４】
自動車のフロントウインドを払拭する雨天感知式ワイパ装置の場合、一般的にワイパ駆動部はフロントウインドシールド下部のボディに固定され、雨滴センサはフロントウインドシールド上部中央に設置され、制御ユニットは自動車のボディ内に設置される。つまり、ワイパ駆動部と、雨滴センサと、制御ユニットは、互いに離れた位置に設置される。
【０００５】
例えば、発光部によってフロントウインドシールドに車両室内側から赤外線光を照射し、フロントウインドシールドにて反射した赤外線光を受光部によって検出する雨滴センサを利用したワイパ装置を例に挙げる。この雨滴センサは、受光部によって検出する赤外線の強度によって雨量を判別するが、発光部がフロントウインドシールドのうちのワイパが水滴を払拭可能な箇所に赤外線光を照射する必要がある。これは、ワイパが動作した後に検出する雨滴の量が減れば、ワイパの動作を終了させるためである。このため、この雨滴センサは、フロントウインドシールドの周部近辺に配置することができず、ワイパが払拭可能なフロントウインドシールドの中央部に配置せざるを得ない。この結果、雨滴センサとワイパ駆動部とは、互いに離れた位置に設置されてしまう。
【特許文献１】特開平３−１３６９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した雨天感知式ワイパ装置の場合には、互いに異なるユニットとして独立しているワイパ駆動部と、雨滴センサと、制御ユニットとは互いに離れた位置に配置されているため、これらの間を電線などのケーブルで互いに接続しなければならない。従って、接続のために用いる電線の数が多く、材料コストが嵩むだけでなく、車両上に雨天感知式ワイパ装置を設置するための作業にかかるコストも高くなる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線に用いる電線等の本数や重量を削減することが可能なワイパ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明に係るワイパ駆動装置は、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１）  モータと、該モータを動力源として駆動されるワイパと、を有するワイパ装置と、
雨滴を検出し、検出した雨滴の状況に応じた検出信号を出力する雨滴センサと、
前記検出信号を受け、当該検出信号に応じた前記モータの回転の制御をするために制御信号を出力する制御ユニットと、
前記制御信号を受け、当該制御信号に従って前記モータに電力を供給し、これにより当該モータを回転させるワイパ駆動部と、
を備え、
前記雨滴センサを前記ワイパ駆動部の筐体に一体に形成したこと。
（２）  前記ワイパ駆動部は、前記モータが正回転または逆回転するように当該モータへの電圧の印加を切り替えるリレーを有し、
前記リレーは、前記制御ユニットからの前記制御信号を伝送する信号線に接続されたコイルを持つ電磁石と、前記制御信号による前記コイルの励磁によって、接続する接点を切り替えることで、電源装置からの電力を伝送する電力線と前記モータとの通電を切り替える可動片と、を具備し、
前記信号線の径は、前記電力線の径よりも小さい、
こと。
【０００９】
上記（１）の構成のワイパ駆動装置によれば、雨滴センサと、ワイパ駆動部とが一つの筐体内に一体に形成されているので、雨滴センサとワイパ駆動部との間を接続するための電線を削減することができ、さらに、車両等の移動体へ装置を設置するための作業工程も容易になる。
また、上記（２）の構成のワイパ駆動装置によれば、ワイパ装置に供給する電力を切り替えるリレーがワイパ駆動部の筐体内に一体に形成されているので、モータを駆動するために、制御ユニットからワイパ駆動部に対して大きな電流を流す必要がなくなり、制御ユニットとワイパ駆動部とを接続するケーブルについては、太い電線を用いる必要がなくなる。そのため、コストの低減や重量の低減などが可能になる。
【００１０】
本発明によれば、配線に用いる電線等の本数や重量を削減することが可能になる。更に、雨滴センサと、ワイパ駆動部とが一つの筐体内に一体に形成されているので車両へ本発明のワイパ駆動装置を設置するための作業工程も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のワイパ駆動装置に関する具体的な１つの実施の形態について図１及び図２を参照しながら以下に説明する。図１は実施の形態におけるワイパ駆動装置の構成を示すブロック図である。図２は図１に示す制御ユニットの制御の概要を示すフローチャートである。
【００１２】
本発明のワイパ駆動装置は、図１に示すように、制御ユニット２０及び駆動ユニット３０とこれらを接続するための接続ケーブル４０とで構成されている。また、制御ユニット２０にはワイパスイッチ１０が接続されている。
【００１３】
ワイパスイッチ１０は、運転者が操作可能なスイッチであり、制御ユニット２０に対して様々な状態を指定できる。指定可能な状態としては、雨滴検出状態に応じて自動的にワイパを駆動するオートモードと、スイッチの状態に応じてワイパを駆動するマニュアルモードとがあり、更にマニュアルモードについては、停止／間欠駆動／低速駆動／高速駆動の切り替えや、間欠駆動時の時間指定が可能である。
【００１４】
駆動ユニット３０には、一つの筐体にワイパ駆動部３１と雨滴センサ３２とが一体に設けてある。ワイパ駆動部３１には、直流モータ５１と、リレー５２、５３と、オートストップスイッチ５４とが備わっている。
【００１５】
直流モータ５１は、その回転軸がフロントウインドを払拭するためのワイパ装置（図示せず）に連結されている。２種類の速度で駆動できるように、直流モータ５１には２つの端子が備わっている。すなわち、直流モータ５１は一方の端子とアースとの間に所定の電圧（Ｖ２）を印加することにより低速で回転し、他方の端子とアースとの間に所定の電圧（Ｖ２）を印加することにより高速で回転する。
【００１６】
リレー５３は、制御ユニット２０からの制御信号を伝送する信号線に接続されたコイルと、制御信号によるコイルの励磁によって接続する接点を切り替えることで、電源装置からの電力（電圧Ｖ２）を伝送する電力線と直流モータ５１の２つの端子のどちらかとの通電を切り替える可動片と、を具備しており、直流モータ５１の２つの端子のどちらに電圧を印加するかを切り替えることにより、直流モータ５１の駆動速度の高低を切り替える。
【００１７】
リレー５２は、制御ユニット２０からの制御信号を伝送する信号線に接続されたコイルと、制御信号によるコイルの励磁によって接続する接点を切り替えることで、電源装置からの電力を伝送する電力線と直流モータ５１との通電を切り替える可動片と、を具備しており、電力線と直流モータ５１との接続を開放、短絡することによって、直流モータ５１への電圧の供給の有無を切り替える。
【００１８】
具体的には、リレー５２のコイルを励磁しないオフ状態では、図１に示すようにリレー５２の共通端子５２ｃは端子５２ａ（制御ライン６２側）と接続され、一方、コイルを励磁してオン状態にすると、共通端子５２ｃが端子５２ｂ（電源線６１側）と接続される。リレー５２のコイルが励磁された場合において、リレー５３のコイルを励磁しないオフ状態では、図１に示すようにリレー５３の共通端子５３ｃは端子５３ａ（例えば、直流モータ５１を低速に回転させるための低速側の端子）と接続されると、直流モータ５１は低速で回転し、リレー５３のコイルを励磁してオン状態にすると、共通端子５３ｃが端子５３ｂ（例えば、直流モータ５１を拘束に回転させるための高速側の端子）と接続され、直流モータ５１は高速で回転する。
【００１９】
オートストップスイッチ５４は、ワイパ装置の実際の動作位置と連動してオンオフするスイッチであり、ワイパ装置のブレードが所定位置（一般的にはフロントウインドシールドの下端近傍）で自動的に停止するように動作する。具体的には、所定の停止位置の近傍ではオートストップスイッチ５４の接点が開き、それ以外の位置ではオートストップスイッチ５４の接点が閉じる。
【００２０】
このワイパ駆動装置に供給される電源については、車両のバッテリーから供給される比較的高い電圧（Ｖ２：例えば１２Ｖ）と、安定化された比較的低い電圧（Ｖ１：例えば５Ｖ）とがある。電圧Ｖ２は、ワイパスイッチ１０と、制御ユニット２０と、駆動ユニット３０に電源電圧として印加され、電圧Ｖ１は駆動ユニット３０内の雨滴センサ３２に印加される。
【００２１】
雨滴センサ３２は、例えば感圧センサを備え、降雨によって車両上に降り注ぐ雨滴が該感圧センセに衝突したときに検出する圧力（例えば、ワイパ装置による１回の払拭動作期間中に積算した圧力）に応じた信号を出力する。また、ワイパ装置による１回の払拭動作が終了する毎に、検知した圧力をリセットするために、雨滴センサ３２は制御ライン６２と接続されている。つまり、オートストップスイッチ５４の開閉動作に従って、雨滴センサ３２は検知した圧力をリセットする。この雨滴センサ３２は、発光部によってフロントウインドシールドに車両室内側から赤外線光を照射し、フロントウインドシールドにて反射した赤外線光を受光部によって検出する雨滴センサと比べると、そのセンサの配置位置を限定する要素が少なく、雨滴が雨滴センサ３２の感圧センサの感圧面に当たりさえする場所に配置すれば、正確に降雨の雨量を検出することができる。
【００２２】
ワイパ駆動部３１と雨滴センサ３２を一体に形成するにあたっては、次のように構成する。モータを含むワイパ駆動部３１は、一般的に、ボンネット内部に納められているため、雨滴センサ３２をワイパ駆動部３１に一体にした場合、降雨がボンネットに遮られ、雨滴センサ３２が雨量を正確に検出することができない場合が考えられる。このため、雨滴センサ３２に降雨の雨量を確実に検出させるため、雨滴センサ３２の感圧センサの感圧面がボンネットの外部に位置するようにしながら雨滴センサ３２の本体（感圧センサ以外の部分）はワイパ駆動部３１に隣接させ、且つ該雨滴センサ３２の本体がボンネットの外部に向けて前傾するように該雨滴センサ３２をワイパ駆動部３１に固定する。
【００２３】
制御ユニット２０と駆動ユニット３０との間を接続する接続ケーブル４０は、３本の電線４１、４２、４３で構成されている。接続ケーブル４０の１本目の電線４１は、リレー５２のコイルを励磁するための電流を供給するための信号線として使用され、２本目の電線４２はリレー５３のコイルを励磁するための電流を供給するための信号線として使用され、３本目の電線４３は雨滴センサ３２が検出した圧力に応じた信号を制御ユニット２０に伝達するための信号線として使用される。従って、３本の電線４１、４２、４３には大きな電流を流す必要がないため、電線４１、４２、４３の径はいずれも比較的細い。
【００２４】
制御ユニット２０の内部には、図２のフローチャートに示すような制御を実行するための電気回路が組み込まれている。具体的には、制御ユニット２０内部の電気回路としてマイクロコンピュータを用いても良いし、専用の論理回路を用いても良い。
【００２５】
次に、図１に示したワイパ駆動装置の動作について説明する。この装置の電源が投入されると、制御ユニット２０の処理は図２に示すステップＳ１１に進み初期化を行う。ここで、制御ユニット２０が電線４１、４２に出力する信号を制御することにより、リレー５２、５３をオフにする。
【００２６】
初期化された状態においては、図１に示す状態のように、リレー５２の共通端子５２ｃと端子５２ａとが接続され、リレー５３の共通端子５３ｃと端子５３ａとが接続されており、且つオートストップスイッチ５４の接点が開いているので、直流モータ５１には電力が供給されず、ワイパ装置は停止している。
【００２７】
ステップＳ１２では、制御ユニット２０はワイパスイッチ１０の状態を調べて、オートモードとマニュアルモードとを区別する。オートモード指定の場合はステップＳ１４に進み、マニュアルモード指定の場合はステップＳ１３に進む。
【００２８】
マニュアルモード指定の場合には、制御ユニット２０はワイパスイッチ１０が指定する状態を調べて、その結果に応じて電線４１、４２に出力する信号を制御する。つまり、運転者が指定したとおり（例えば、停止／間欠駆動／低速駆動／高速駆動の切り替えや、間欠駆動時の時間指定）にワイパ装置を駆動する。
【００２９】
オートモード指定の場合には、制御ユニット２０は雨滴センサ３２から出力される圧力に応じた検出信号をステップＳ１４で電線４３から受信する。
【００３０】
次のステップＳ１５では、制御ユニット２０は検出された圧力を予め定めた閾値ＴＨ１と比較し、（圧力＞ＴＨ１）の条件を満たす場合にはステップＳ１６に進み、満たさない場合はステップＳ１７に進む。
【００３１】
ステップＳ１６では、制御ユニット２０は電線４２に制御信号（Ｈｉｇｈ信号）を出力して、駆動ユニット３０上のリレー５３のコイルを励磁しリレー５３をオン状態に切り替える。これにより、直流モータ５１を駆動させた際の駆動速度を高速に設定することができる。
【００３２】
ステップＳ１７では、制御ユニット２０は電線４２に制御信号（Ｌｏｗ信号）を出力して、駆動ユニット３０上のリレー５３のコイルの励磁を解除しリレー５３をオフ状態に切り替える。これにより、直流モータ５１を駆動させた際の駆動速度を低速に設定することができる。
【００３３】
ステップＳ１８では、制御ユニット２０は検出された圧力を予め定めた閾値ＴＨ２と比較し（ＴＨ２＜ＴＨ１）、「圧力＞ＴＨ２」の条件を満たす場合にはステップＳ１９に進み、満たさない場合はステップＳ１２に戻る。
【００３４】
ステップＳ１９では、制御ユニット２０は電線４１にパルス状の制御信号を出力する。このパルス状の制御信号によって、リレー５２のコイルは短時間（例えば０．５秒間）だけ励磁され、励磁されている間だけオン状態になる。
【００３５】
リレー５２がオン状態になると、共通端子５２ｃと端子５２ｂとが電気的に接続されるため、電源線６１に供給される電圧Ｖ２が、端子５２ｂ、共通端子５２ｃ、共通端子５３ｃ、端子５３ａ（又は端子５３ｂ）を経由して直流モータ５１に供給され、直流モータ５１がワイパ装置の駆動を開始する。
【００３６】
駆動を開始すると、ワイパ装置の位置が停止位置から移動するため、オートストップスイッチ５４の接点が閉じる。リレー５２の励磁が終了してリレー５２がオフに切り替わった時には、オートストップスイッチ５４の接点が閉じているので、今度は電源線６０に供給される電圧Ｖ２が、オートストップスイッチ５４の接点を経由し、制御ライン６２、端子５２ａ、共通端子５２ｃ、共通端子５３ｃ、端子５３ａ（又は端子５３ｂ）を経由して直流モータ５１に供給されるので、直流モータ５１の駆動状態は継続される。
【００３７】
ワイパ装置のブレードが１往復の動作を行ってブレードの位置が所定の停止位置まで戻ると、オートストップスイッチ５４の接点が開くため、電源線６０と制御ライン６２との接続が遮断され、直流モータ５１に対する電力供給も遮断される。
【００３８】
従って、制御ユニット２０が電線４１にパルス状の制御信号を出力することを起点として、ワイパ装置のブレードは１往復の動作だけを行う。また、ワイパ装置が駆動されると、制御ライン６２に現れる信号によって雨滴センサ３２の検出している圧力がリセットされるので、雨滴センサ３２はワイパ装置の駆動が終了した時点で０から再び測定を開始する。
【００３９】
降雨状態が継続している場合には、ワイパ装置の駆動が終了した後で、しばらくすると雨滴センサ３２の検出した圧力が再び閾値ＴＨ２（又はＴＨ１）を超えるため、その時点で制御ユニット２０が電線４１に再びパルス状の制御信号を出力することになり、駆動ユニット３０は電線４１にパルス状の制御信号が現れるたびにワイパ装置を１往復だけ駆動する。降雨が終了すると、雨滴センサ３２の検出する圧力が増大しなくなるので、ワイパ装置の駆動は再開されなくなる。そのため、運転者は予めワイパスイッチ１０でオートモードを指定しておけば、その後はワイパスイッチ１０を操作しなくても、実際の降雨状況に応じてワイパ装置が自動的に駆動される。
【００４０】
なお、図１に示した移動体用可動物駆動装置においては、駆動ユニット３０上に搭載するリレー５２、５３として機械的に動作するリレーを想定しているが、これらの代わりにソリッドステートリレーを用いても良い。また、接続ケーブル４０については複数の電線を用いて構成しているが、例えば電線の代わりに光ファイバを用いて光信号を伝送するように構成を変更することも考えられる。
【００４１】
図１に示したワイパ駆動装置によれば、駆動ユニット３０の筐体内にワイパ駆動部３１と雨滴センサ３２が一体に形成され、更にリレー５２、５３が搭載されているので、次のような効果が得られる。すなわち、雨滴センサ３２と、駆動ユニット３０とが一つの筐体内に一体に形成されているので、雨滴センサ３２と駆動ユニット３０との間を接続するための電線を削減することができ、さらに、車両等の移動体へ装置を設置するための作業工程も容易になる。
【００４２】
また、ワイパ装置に供給する電力を切り替えるリレーが駆動ユニット３０の筐体内に一体に形成されているので、直流モータ５１を駆動するために、制御ユニット２０から駆動ユニット３０に対して大きな電流を流す必要がなくなり、制御ユニット２０と駆動ユニット３０とを接続するケーブルについては、太い電線を用いる必要がなくなる。そのため、コストの低減や重量の低減などが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施の形態におけるワイパ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す制御ユニットの制御の概要を示すフローチャートである。
【図３】従来例のワイパ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ワイパスイッチ
２０  制御ユニット
３０  駆動ユニット
３１  ワイパ駆動部
３２  雨滴センサ
４０  接続ケーブル
４１，４２，４３  電線
５１  直流モータ
５２，５３  リレー
５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ  端子
５２ｃ，５３ｃ  共通端子
５４  オートストップスイッチ
６０，６１  電源線
６２  制御ライン
【図１】
2010000849.tif 000003
【図２】
2010000849.tif 000004
【図３】
2010000849.tif 000005